Motor Ford V8 de culata plana

El desarrollo del cigüeñal para el Ford V8 de cabeza plana fue pionero. ^{[ 12 ] [ 2 ]} El programa de desarrollo de producción del motor comenzó con un cigüeñal de acero forjado , según la práctica convencional, pero Ford luego desarrolló la práctica de fundición mejorada, el tratamiento térmico y la logística de manejo de materiales para hacer los cigüeñales de acero fundido en su lugar, dando como resultado un cigüeñal igual de fuerte, pero menos costoso de producir. ^{[ 13 ]} Estos nuevos métodos fueron patentados. ^{[ 13 ]} El cigüeñal simple de tres cojinetes principales unía dos bielas a un solo muñón de cigüeñal, una biela de cada bancada de cilindros. Como con otros cigüeñales, se realizó el equilibrado estático y dinámico ( como muestra este video sobre el Ford V8 de cabeza plana ).

El cigüeñal corto demostró ser bastante resistente en comparación con los motores de seis cilindros, incluso bajo un uso rudo. Por estas razones, el Ford de culata plana se convirtió en uno de los favoritos entre los entusiastas de los autos modificados, lo que a su vez propició una amplia oferta de piezas de alto rendimiento en el mercado de repuestos. Mediante el uso de pistones o bielas especiales, la carrera del cigüeñal podía incrementarse soldando y rectificando el cilindro, un método para aumentar la cilindrada, generalmente en combinación con el rectificado.

Una de las innovaciones más importantes del Ford V8 de cabeza plana fue la fundición del cárter y los 8 cilindros en un solo bloque motor . Este nivel de diseño monobloque para bloques V-8 ya se había logrado antes, ^{[ 14 ]} pero nunca se había producido en masa. Hacerlo viable para este último fue un ejemplo del desarrollo de producción necesario para llevar un motor V8 al segmento de mercado más asequible. ^{[ 7 ]} La ​​mayoría de los motores en V de la época tenían varios bloques de cilindros atornillados a un cárter común (que a su vez era una fundición separada). Como máximo, cada bancada de la V era un bloque integral, pero muchos motores en V tenían bloques de cuatro o incluso seis cilindros, con cilindros fundidos en pares o tríos. Como la mayoría de los demás bloques de motor del siglo XX, era de hierro fundido ; pero la práctica de fundición (por ejemplo, flujos de trabajo, manejo de materiales) fue un avance revolucionario en la producción en masa de piezas fundidas. ^{[ 15 ]} Charles E. Sorensen hizo honor a su apodo de toda la vida en Ford, "Cast-Iron Charlie", al liderar esta revolución para llevar al mercado el primer V8 de Ford. ^{[ 15 ]}

Como en cualquier V8, el bloque era relativamente ligero para la cilindrada que soportaba. La camisa de refrigeración llegaba hasta el punto muerto inferior, que es inusualmente bajo. Los ingenieros estadounidenses de la época creían que esto mejoraría la refrigeración de los pistones. ^{[ 16 ]} La parte inferior del bloque formaba la línea de separación para las tapas de los cojinetes principales. La parte más compleja del bloque era el recorrido del conducto de escape. Las válvulas de escape estaban en el interior de la V y el flujo de escape era inicialmente hacia abajo y pasaba alrededor de los cilindros a través de la camisa de agua para salir por el exterior del bloque de cilindros. El recorrido del escape a través de la camisa de agua imponía una carga extremadamente pesada al sistema de refrigeración y provocaba sobrecalentamientos frecuentes, especialmente en los primeros modelos, si el sistema de refrigeración no recibía mantenimiento. Las bombas de agua algo primitivas utilizadas hasta la llegada de los modelos 8RT de 1948 y 8BA de 1949 también contribuían al problema del sobrecalentamiento. El espacio para el flujo de escape también era algo restringido, por lo que los conductos de escape eran altos y estrechos en algunos lugares. El flujo de gas a través de las piezas de fundición de arena rugosa podía mejorarse enormemente puliendo los conductos. En los primeros bloques, algunas paredes de los cilindros eran extremadamente delgadas debido al desplazamiento de los núcleos durante la fundición.

Los motores fabricados entre 1932 y 1935 tenían cojinetes principales fundidos que requerían habilidad y equipo de taller para su reacondicionamiento. Parte de la producción de 1936 y toda la producción desde 1937 hasta el final de la producción del motor V8 de culata plana tenían cojinetes principales de casquillo reemplazables e insertos de biela, lo que permitía una reconstrucción sencilla y de bajo costo, otra razón por la que el Ford era el favorito de los mecánicos aficionados. Estos cojinetes principales de casquillo están hechos de una aleación de plata y cadmio. ^{[ 16 ]}

El motor Ford V8 de culata plana tiene un único árbol de levas ubicado dentro del bloque del motor, encima del cigüeñal. Se acciona mediante engranajes rectos; el engranaje recto del árbol de levas es de plástico. El árbol de levas tiene tres cojinetes. Una tapa de hierro fundido cubre los engranajes rectos del árbol de levas; el distribuidor de encendido se coloca sobre esta tapa y es accionado por los engranajes rectos del árbol de levas. Para accionar la bomba de combustible, el árbol de levas está equipado con una leva adicional ubicada en el cojinete del lado del volante. ^{[ 16 ]}

Los productos Ford utilizaban alta presión de aceite para la lubricación de los cojinetes principales y de biela, al igual que todos los motores de combustión de vehículos modernos. Esto ofrecía una ventaja significativa en el rendimiento, ya que la lubricación a presión completa permitía un uso continuo por encima de las 3500  rpm y no dejaba sin aceite a los cojinetes de biela, lo cual era necesario para aplicaciones de alto rendimiento, como las carreras. Por esta razón, el ladrón de bancos Clyde Barrow prefería robar Fords como vehículos de fuga. ^{[ 17 ]} También eliminaba un complejo sistema de inyección de aceite para alimentar los cojinetes de biela en el cárter. Como beneficio adicional para un posible comprador de un vehículo usado, esto también permitía determinar indirectamente el estado de los cojinetes de biela y principales mediante la observación del manómetro de presión de aceite después de que el vehículo se hubiera calentado, siempre que se utilizara aceite de viscosidad normal.

Las salidas de escape en los automóviles de 1932 a 1948 y en los camiones de 1932 a 1947 estaban cerca de la parte delantera de los colectores, apuntando hacia abajo y, a veces, hacia afuera. Un tubo en Y llevaba los gases de escape al lado derecho del vehículo, a un silenciador, y luego a un solo tubo que salía por la parte trasera derecha. En los automóviles Ford de 1949 a 1953, el colector de escape del lado izquierdo expulsaba los gases hacia la parte delantera, donde un tubo de conexión llevaba los gases de escape al extremo delantero del colector del lado derecho en los motores de los automóviles y entre el primer y el segundo cilindro en algunos camiones, expulsando a su vez los gases a un solo tubo en la parte trasera.

Una modificación común en los Ford de 1949 a 1953 y en los Mercury de 1952 a 1953 consistía en bloquear la entrada del colector de escape delantero derecho y redirigir el escape del lado izquierdo a un nuevo tubo para formar un sistema de escape doble con mejores características de flujo. Esto generalmente implicaba la instalación de silenciadores de flujo libre, que, si se mantenían dentro de los límites legales de ruido, permitían el paso de sonidos de baja frecuencia, lo que les confería a estos sistemas un característico sonido de escape doble retumbante. En la década de 1950, se añadieron salidas de escape cortas con tapas que se quitaban manualmente a los autos de calle, imitando a los vehículos destinados a carreras de alta velocidad en línea recta sobre lechos de lagos secos. Estas salidas se ubicaban generalmente justo detrás de la rueda delantera, aunque a veces los conductos externos cromados se extendían hasta justo delante de la rueda trasera. Estas tapas se denominaban tapones para lagos y los tubos, tubos para lagos . Este estilo de escape también se utilizó legalmente en carreras de aceleración autorizadas e ilegalmente en demostraciones de rendimiento no autorizadas.

Las modificaciones más extremas consistían en mejorar el flujo de aire eliminando material de la parte superior del bloque entre las válvulas y los cilindros (denominado aligeramiento ), aumentando el tamaño de los conductos de admisión y escape (denominado pulido de conductos ) y puliendo las superficies de fundición en arena para mejorar el flujo de aire. Se podían obtener relaciones de compresión más altas a bajo costo mecanizando material de la culata o adquiriendo culatas de aluminio como piezas de recambio. De igual manera, se podían conseguir colectores de admisión de mayor capacidad. Cambiar el árbol de levas por una versión de mayor rendimiento requería desmontar la culata para poder apartar las válvulas, por lo que esto generalmente solo se hacía como parte de una modificación sustancial del motor básico.

Una modificación popular para el motor de culata plana era la conversión a una configuración de válvulas en cabeza , y había muchos kits de modificación disponibles, incluidas las culatas Ardun ^{[ 18 ] [ 19 ]} de Zora Arkus-Duntov, quien se haría famoso como el "padre del Corvette". Estas conversiones no fueron inicialmente demandadas por los entusiastas de los autos modificados que buscaban potencia adicional, ya que aún no habían agotado las capacidades de la configuración de culata plana, sino que fueron demandadas por los usuarios del motor en camiones y otras aplicaciones de alta carga, donde el flujo constante de gases de escape calientes a través del bloque hacia los colectores de escape causaba el sobrecalentamiento de todo el motor; las culatas de válvulas en cabeza dirigían los gases de escape hacia afuera de manera más directa y lejos del bloque.

Los motores Ford de culata plana aún se modifican hoy en día, con una categoría especial de récord de velocidad en tierra para este tipo de motores. El poseedor del récord actual alcanza los 700 hp (522 kW) y 300 mph (480 km/h) . ^{[ 20 ] [ 21 ]} El récord actual de velocidad en tierra para un Ford V8 de culata plana es de 302,462 mph. ^{[ 22 ]}    

El motor original de cabeza plana tenía una cilindrada de 221 pulgadas cúbicas (3,6 L) , con un diámetro y carrera de 3,0625 x 3,75 pulgadas (77,79 x 95,25 mm) . ^{[ 24 ]} El bloque se fundió en una sola pieza ( monobloque ) para mayor durabilidad, y un carburador de un solo cuerpo alimentaba el motor. El V8-18 de 1932 con una relación de compresión de 5,5:1 ^{[ 24 ]} producía 65 hp (48 kW) . El V8-40 de 1933-34 aumentó la relación de compresión a 6,33:1 ^{[ 24 ]} y la potencia a 75 hp (56 kW) . En 1934 se introdujo un carburador de tiro descendente de dos cuerpos. El V8-48 de 1935 vio disminuir la compresión a 6.3:1, pero la potencia aumentó a 85 hp (63 kW) y el par se clasificó en 144 lb⋅ft (195 N⋅m) . ^{[ 24 ]} Se convirtió en el V8-68 en 1936, con compresión, potencia y par sin cambios.             

La producción del 221 original duró desde 1932 hasta 1936. Estos motores se pueden identificar porque las bombas de agua están en la parte delantera de las culatas. Un 221 de cabeza plana similar se usó en los Ford de 1937 y 1938, pero el bloque se modificó para tener las bombas de agua montadas en el bloque. Este diseño también reubicó la salida de agua de la parte delantera de las culatas a la parte superior central de las mismas. Estos, designados V8-78, se ofrecían con culatas de cilindros de aluminio de compresión estándar de 6.2:1 o de hierro de compresión de 7.5:1 , con una potencia nominal de 85 hp (63 kW) y 144 lb⋅ft (195 N⋅m) (aluminio) o 94 hp (70 kW) (hierro). ^{[ 24 ]} Los motores de 1932 a 1938 usaban veintiún espárragos para sujetar cada culata y se conocen como motores de "21 espárragos". Este motor se siguió fabricando en Europa hasta la década de 1950.      

A finales de 1938, Ford presentó el V8-81A, ^{[ 24 ]} comúnmente llamado el motor de "24 espárragos" porque utiliza veinticuatro espárragos para sujetar cada culata. Este motor debutó al mismo tiempo que el motor 239. Con una compresión de 6.12:1, ^{[ 24 ]} la potencia se mantuvo igual, pero el par aumentó en 2 lb⋅ft (3 N⋅m) . En 1939, como el V8-91A, la compresión aumentó a 6.15:1, la potencia subió a 90 hp (67 kW) y el par alcanzó 155 lb⋅ft (210 N⋅m) ; ^{[ 24 ]} las clasificaciones se mantuvieron iguales para el V8-01A de 1940, el V8-11A de 1941 y el último modelo civil, el V8-21A, que vio aumentar la compresión a 6.2:1. ^{[ 24 ]} Este motor se utilizó hasta 1942 para uso civil y tuvo cierto uso en vehículos militares durante la Segunda Guerra Mundial. En conjunto, los 221 motores se conocen comúnmente como motores de "85 caballos".      

Ford introdujo el motor V8-99A de 239 pulgadas cúbicas (3,9 L) con un diámetro y carrera de 3,1875 por 3,75 pulgadas (80,96 por 95,25 mm) y una relación de compresión de 6,15:1 en 1939. ^{[ 24 ]} Producía 95 hp (71 kW) y 170 lb⋅ft (230 N⋅m) . ^{[ 24 ]} Esto se hizo para proporcionar un motor más potente para los automóviles Mercury , que Ford Motor Company comenzó a fabricar en 1939. Se utilizó en los Mercury en 1939 y en los Ford en 1946. Este motor es muy similar a las versiones posteriores del motor 221. Al igual que el V8-09A en 1940, la compresión, la potencia y el par no cambiaron; En 1941, la compresión y la potencia del V8-19A se mantuvieron estáticas, pero el par aumentó en 6 lb⋅ft (8 N⋅m) , mientras que el V8-29A de 1942 aumentó la compresión a 6.4:1 y la potencia a 100 hp (75 kW) , mientras que el par se mantuvo igual. ^{[ 24 ]} Después de la guerra, se convirtió en el V8-69 (con el sufijo "A" en los Ford, "M" en los Mercury), con una compresión de 6.75:1, 100 hp (75 kW) y 180 lb⋅ft (244 N⋅m) . ^{[ 24 ]} Para 1947 y 1948, solo cambió la designación, a V8-79 y -89. ^{[ 24 ]} El 239 fue rediseñado en 1948 como el 8RT para camiones Ford y en 1949 como el 8BA para automóviles. Tenía una compresión más alta de 6.8:1, pero el rendimiento no cambió. ^{[ 24 ]} El V8-0BA de 1950 aumentó el par en 1 lb⋅ft (1 N⋅m) , el -1BA de 1951 en 6 lb⋅ft (8 N⋅m) más, mientras que en 1952, como el V8-B2, la compresión subió a 7.2:1, la potencia a 110 hp (82 kW) y el par a 194 lb⋅ft (263 N⋅m) , luego a 196 lb⋅ft (266 N⋅m) en el -B3 de 1953, su último año. ^{[ 24 ]} Los motores de 1948 a 1953 tienen un sistema de refrigeración y encendido revisado. En conjunto, los 239 motores se denominan motores de "100 caballos", aunque la potencia se incrementó en 1952 a 110 caballos en los automóviles y a 106 caballos en los camiones. Este motor se utilizó en los autobuses de tránsito de Ford durante los años más productivos de la breve incursión de la compañía en el negocio de los autobuses de tránsito, desde mediados de la década de 1930 hasta principios de la década de 1950, sobre todo en la versión de 1939-1947 del Ford Transit Bus .                           

La última versión de este motor se utilizó de 1948 a 1953 en EE. UU. y hasta 1954 en Canadá. Inicialmente se denominó 8BA (véase más arriba) para automóviles y 8RT para camiones. La denominación 8RT se mantuvo para camiones durante toda su producción, de 1948 a 1953 en EE. UU. (1954 en Canadá). Los motores eran prácticamente idénticos. Los primeros Ford V8 contaban con un distribuidor de diseño exclusivo de Ford, accionado directamente desde el extremo delantero del árbol de levas, lo que dificultaba el mantenimiento. Esta última versión del motor de culata plana utilizaba un distribuidor más convencional, accionado en ángulo recto con respecto al cigüeñal y ubicado en la parte delantera derecha del motor, donde era fácilmente accesible. Las entradas de agua y las carcasas del termostato se trasladaron al extremo delantero de las culatas, y los 21 espárragos y tuercas que las sujetaban en el motor anterior se sustituyeron por 24 pernos.

Una versión V8-74 de 136 pulgadas cúbicas (2,2 L) ^{[ 24 ]} se introdujo en los Estados Unidos en 1937. Con un diámetro y carrera de 2,6 por 3,2 pulgadas (66 por 81 mm) y una relación de compresión de 6,6:1, ^{[ 5 ]} el motor tenía una potencia nominal de 60 hp (45 kW) y 94 lb⋅ft (127 N⋅m) . ^{[ 24 ]} La designación cambió nuevamente en 1939, a V8-922A, pero las especificaciones permanecieron iguales. ^{[ 24 ]} Se produjo en Europa en 1935 y 1936, y se utilizó en muchos vehículos Ford estándar basados ​​en la plataforma de automóviles de la época . No fue muy popular entre los compradores estadounidenses que estaban acostumbrados a los automóviles de 85 hp (63 kW) . Rediseñado como V8-82A en 1938, V8-922A en 1939 y V8-022A en 1940, la compresión, la potencia y el par permanecieron sin cambios. ^{[ 24 ]} El motor fue muy popular como planta motriz para autos de carreras midget después de la Segunda Guerra Mundial . Este motor es conocido comúnmente como el flathead de "60 caballos" o el V8-60. ^{[ 5 ]} Fue reemplazado por el 226 de seis cilindros en línea en los Ford de 1941 , aunque continuaría usándose después de la guerra en el Ford Vedette francés y el Ford Pilot británico .           

En 1952, Ford Francia (que denominó a este motor Aquilon ) creó una versión ligeramente modificada con una cilindrada de 144 pulgadas cúbicas (2,4 L) . La producción fue asumida por Simca en 1954, que comenzó a instalarlo en su Simca Vedette en 1955. Simca luego transfirió la línea de producción del Aquilon a Simca do Brasil , donde se mantuvo en producción hasta 1969 (la compañía se conoció como Chrysler Brasil desde julio de 1967). ^{[ 25 ]} Simca do Brasil introdujo una versión de 148 pulgadas cúbicas (2,4 L) en mayo de 1962, pero la verdadera sorpresa fue el "Emi-Sul" de 150 pulgadas cúbicas (2,5 L) de abril de 1966. Este motor tiene válvulas en cabeza y cámaras de combustión hemisféricas ; producía 138 hp (103 kW) en su versión más potente. ^{[ 25 ]}           

El motor de 255 pulgadas cúbicas (4,2 L) de 1948 a 1953 , conocido como modelo BG, se logró mediante el uso de un cigüeñal de 4 pulgadas (100 mm) de carrera en el motor 8BA/8RT de 239 pulgadas cúbicas (3,9 L) . Solo se usó en automóviles Mercury y camiones de servicio pesado. Conocido como V8-9CM en 1949, presentaba una relación de compresión de 6,8:1, 110 hp (82 kW) y 200 lb⋅ft (271 N⋅m) de torque, ^{[ 24 ]} que se mantuvo igual para el V8-0CM de 1950. ^{[ 24 ]} El V8-1CM de 1951 aumentó esto en 2 hp (1 kW) y 6 lb⋅ft (8 N⋅m) de torque, ^{[ 24 ]} El V8-MA de 1952 aumentó la compresión a 7.2:1, la potencia a 125 hp (93 kW) y el torque a 218 lb⋅ft (296 N⋅m) , ^{[ 24 ]} mientras que solo el nombre cambió, eliminando el -MA, para el último año de producción, 1953. ^{[ 24 ]}                    

Debido a su intercambiabilidad, el cigüeñal Mercury se convirtió en una mejora popular en el motor 239 entre los aficionados a los hot rods . De hecho, en la década de 1950, el bloque de culata plana a menudo se equipaba con cigüeñales de hasta 4,125 pulgadas (104,8 mm) de carrera. ^{[ 26 ]} Además, los aficionados a los hot rods en la década de 1950 solían rectificarlos 0,1875 pulgadas (4,76 mm) (hasta 3,375 pulgadas [85,7 mm] ). ^{[ 26 ]}       

Los camiones ligeros Simca Unic Marmon Bocquet (SUMB) del ejército francés utilizaban motores 255 de fabricación francesa . Durante la década de 1990, el motor Ford V8 que equipaba estos camiones fue retirado y reemplazado por motores Renault más económicos . De esta forma, los motores Ford V8 se vendieron, proporcionando así una nueva fuente de motores en buen estado para la comunidad de entusiastas del tuning. La metalurgia del bloque, al ser mucho más reciente, también era más resistente que la de los originales. ^{[ 27 ]}

El motor V8 de cabeza plana de 337 pulgadas cúbicas (5,5 L) fue la versión de mayor producción del Ford V8, diseñado para camiones de gran tamaño. Cuando Lincoln no pudo producir el motor V12 para el modelo de 1949, el motor de 337 pulgadas cúbicas se adaptó para su uso en automóviles de pasajeros. El motor de 337 pulgadas cúbicas tiene un diámetro de 3,5 pulgadas (89 mm) y una carrera de 4,375 pulgadas (111,1 mm) .       

Se introdujo en los camiones Ford de dos toneladas y media y tres toneladas de 1948 y en los automóviles Lincoln de pasajeros de 1949. Se produjo hasta el año modelo 1951 y fue reemplazado en 1952 en los automóviles Lincoln de pasajeros y los camiones Ford de tres toneladas por el motor V8 Lincoln Y-block de 317 pulgadas cúbicas (5.2 L) con válvulas en cabeza . Los camiones Ford de dos toneladas y media recibieron una versión de 279 pulgadas cúbicas (4.6 L) del motor 317.      

En la canción " Hot Rod Lincoln ", el motor al que se hace referencia en la letra original era un Lincoln V12, que no se menciona en la versión de Commander Cody . ^{[ 28 ]}

• Vehículos utilizados
  • Lincoln (serie EL)
  • Lincoln Cosmopolitan
  • Ford F-Series "Gran trabajo"